液压系统污染分析及控制的探讨

上海柔肯液压科技有限公司ROKEN HYDRO-TECH凭借在运动和控制技术领域广博的设计经验，为用户提供创新的组件和完整成套系统，是用户在该领域的最佳合作伙伴。

主题词：系统污染污染控制目标清洁度监测测定方法液压传动具有运动平稳、调速简单、便于实现自动化、实现频繁往复运动等特点，被各个工业部门广泛应用。液压设备工作的可靠性，与油液的污染程度密切相关。据有关资料介绍：在液压系统中，约有70%~80%的故障与液压系统污染有关。液压系统污染已成为各有关行业急需解决的问题。
　　1液压系统污染的产生液压系统产生污染的根源有：已被污染的新油、残留物污染、侵入污染和内部产生的污染。
　　1.1已被污染的新油虽然液压油和润滑油液是在比较清洁的条件下精炼和调合的，但油液在储存或转储过程中，已经流过许多软管和硬管，这些油管会产生一些金属和橡胶颗粒。储油桶中也存在着一些金属颗粒或氧化皮，这时储油桶里的油液不再是清洁油，所以用户使用的油液大都已被不同程度污染。
　　1.2残留物污染新机器中往往残留一定数量的污染物。在装配系统和冲洗新元件时仔细行事可以减少这种污染，但难以根除。典型的残留污染物有毛刺、切屑、飞边、灰尘、纤维、砂子、潮气、管子密封胶、焊渣、油漆等。在系统冲洗期间，所去除的污染物数量不仅取决于所用过滤器的有效性，而且与冲洗液的温度、粘度、流速和“紊流”有关。除非达到高流速和紊流，否则许多污染物直到系统投入运行都未被赶出“窝点”。这些污染物可能会造成元件突发性失效。
　　1.3侵入污染来自周围环境的污染物能侵入液压或润滑系统。特别对使用环境较恶劣的锻压、铸造机械来说，侵入污染的可能性更大，侵入污染通路主要有以下几个方面：油箱通气口侵入。由于油缸的循环动作和油液的热胀冷缩引起的液位变化，油箱必须设有通气口，所以空气中的污染物会从油箱通气口进入，侵入油液。
　　维修作业期间侵入。只要打开系统进行维修，环境污染物就有侵入系统的机会。元件的分解和重装也要受到空气中粉尘和污染物的感染。
　　油缸杆密封件处侵入。活塞杆防尘密封圈很难消除活塞杆上薄油膜的产生，粘附于外伸的活塞杆上的环境尘粒被拖进缸内，污染系统油液。
　　1.4内部产生污染对系统最为危险的污染乃是由系统本身所产生的污染。这些污染被“冷作硬化”到比它们所来自的表面更高的硬度，在引起系统表面磨损方面极具破坏性。在系统运行中所有元件（尤其是泵）都产生少量颗粒，如果不能及时过滤掉这些颗粒，污染度的提高将使新产生的颗粒数以很高的加速度增加。污染产生的形式大致有如下几种：颗粒磨损产生污染。硬颗粒嵌在两运动表面之间，在表面上切削出碎片。
　　粘附磨损产生污染。运动体表面油膜的丧失使其直接接触，形成磨损，产生颗粒。
　　疲劳磨损产生污染。嵌进间隙的颗粒引起表面应力集中点或者微裂缝，由于危险区的重复应力作用扩展成剥离。
　　冲刷磨损产生污染。高速液流中的精细颗粒蚕食掉节流棱边或关键表面。
　　气蚀磨损产生污染。泵进口流动受阻引起油液空泡，这些空泡爆破产生的冲击剥离关键表面的材料。
　　腐蚀磨损产生污染。油液中的水或化学污染引起锈蚀或化学反应，使表面炳离。
　　2液压系统污染产生的危害2.1突发性失效。当一个大颗粒污染物被带进泵或阀时，如一个颗粒使叶片卡死在转子槽里，结果可能是泵或马达完全被卡死；在一个滑阀中，陷入一个大颗粒的污染物能阻止阀芯运动。
　　2.2间歇性失效。如进入座阀的颗粒能妨碍该阀正确归位。如果阀座很硬，颗粒不能嵌入阀座，则当阀再次打开时该颗粒可能被冲走。以后，另一颗粒可能再次进入座阀并妨碍完全关闭，之后又被冲走。
　　于是出现座阀间歇性失效。
　　2.3退化性失效。由颗粒磨损、腐蚀、气蚀、混气、冲刷磨损或表面疲劳产生的结果。其中颗粒磨损和表面疲劳约占90%.它们使系统元件中的泄漏增加，降低了效率和精度，但这些变化一开始很难察觉，最终的结果尤其对泵来说，可能是突发性失效。
　　间隙中的颗粒，由于同时与两面相互作用，故最容易引起磨损。由于过量污染的存在，会直接与油液作用使其变质。值得注意的是，空气、水分、杂质等对液压油的变质具有较强的催化作用。
　　3液压系统污染控制上述的分析表明，液压系统污染的危害是非常严重的。因此，应设法减少系统污染，当然最好是完全杜绝污染，以减轻或消除危害。但是，由于引起系统污染的原因是多方面的，涉及到设计、生产、贮运、使用、维修等许多环节和部门；更何况液压设备在使用过程中总要产生污染，因此，完全杜绝污染不仅难以做到，而且从经济效益上看，也是不足取的。所以，对待污染只能根据对液压系统精度具体的要求，将其控制在允许的范围内。
　　3.1设定目标清洁度等级目标清洁度的拟定，是建立在对液压系统污染状况和使用情况进行广泛的调查研究和测试分析的基础上，为美国Vickers公司根据调研分析结果提出的液压元件清洁度等级建议，设定系统目标清洁度时可作。具体方法是：先根据系统中液压元件的种类在中查取目标清洁度，选定对油液清洁度要求最高的液压元件的清洁度作为系统的目标清洁度，然后再根据工作性质和工作环境等因素进行适当修正。
　　3.2实现目标清洁度在液压系统或润滑系统中，通过合理地布置和选用过滤器，使系统油液保证达到目标清洁度要求。
　　过滤器。随着现代液压技术的发展，对系统油液的清洁度提出了更高的要求。目前，过滤精度3 ~5m的高精度过滤器已广泛用于工业液压系统，油液污染得到有效的控制。近年来，1um（=200）的高精度过滤器已研制开发，并用于对污染极敏感的系统，如航空、航天和。
　　过滤精度与平均过滤比通过将过滤精度按卩值的高低进行分级，不仅解决了用卩值作为评定标准的统一性问题，并且反映了过滤器产品性能的差别，以便用户根据不同需要进行选用。
　　过滤系统。液压系统污染控制的能力与效果，不仅仅取决于过滤器的精度，而且与过滤系统总体设计（过滤器的位置、类型和数目）以及对污染侵入的控制程度密切相关。目前认为比较完善的过滤系统一般包括吸油路、压力油路和回油路过滤器，有的还采用外循环过滤作为辅助和补充
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